Журнал компьютерной инженерии и информационных технологий

Усовершенствованная роботизированная система для диагностических и терапевтических задач с применением в лапароскопической хирургии

Вероника Иванова, Дичко Бачваров и Ани Бонева

Основная цель всех инженерных работ, связанных с минимально инвазивной хирургией, заключается в предоставлении хирургам адекватной информации о силе воздействия инструмента на ткань, чтобы они могли восстановить чувство прикосновения, утраченное в ходе лапароскопической хирургии. В этом контексте основная цель работы — разработка нового семейства лапароскопических инструментов с лучшими техническими характеристиками, а также включение датчиков силы и других датчиков и элементов в конструкцию инструментов для восстановления чувства прикосновения в процессе лапароскопии. Таким образом, это улучшает некоторые технические стороны этого лапароскопического инструмента. В отличие от роботов daVinchi от Intuitive Surgical Incorporation, инструменты которых предназначены для манипуляций и визуализации, мы предлагаем семейство инструментов с дополнительными функциями, такими как диагностические и терапевтические задачи. Поэтому мы решаем две основные проблемы (i) мы спроектировали и изготовили оригинальную конструкцию адекватного экспериментального модуля для роботов, в который были встроены два датчика силы для предоставления информации о инструменте и ткани (часть из которых была описана и обсуждена в предыдущих работах) и (ii) мы реализовали аппаратные и программные ресурсы для управления и мониторинга этого модуля, который является объектом данной работы. Компьютерная программа включает в себя информацию о различных измерениях контактных взаимодействий наконечника инструмента - поверхности и данные, полученные от экспериментального модуля, который используется для нахождения разницы между данными из предыдущих измерений и полученной информацией в реальном времени. Еще одним существенным преимуществом предлагаемого программного решения является графическая визуализация измерений и сравнение результатов. Таким образом, хирург может дать адекватную команду на силовое взаимодействие между инструментом и тканью. Для проверки функциональности и работоспособности экспериментального модуля с возможностями силовой обратной связи для роботов были проведены различные эксперименты с разработанной системой управления.